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(共24张PPT)
机械效率
第18讲
知识精讲
2
考点清单
重难点突破
实验突破—科学探究素养提升
3
实验 测量滑轮组的机械效率
成都近年真题及拓展
1
成都近年真题及拓展
命题点
1
滑轮组机械效率的相关计算
1. (双选)工人用如图所示装置把重为1 000 N的物体，从斜面底部匀速拉到2 m高的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°)，用时20 s．工人对绳子的拉力为400 N，动滑轮重为20 N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是(　　)
A. 绳子对物体的拉力为780 N
B. 绳子对物体做的功为4 000 J
C. 工人做功的功率为100 W
D. 整个装置的机械效率为62.5%
AD
2. (双选)如图甲所示的装置，A是重15 N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100 N和50 N．质量为50 kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示．忽略绳重及摩擦，常数g取10 N/kg.下列结论正确的是(　　)
A. 动滑轮的重力为9 N
B. 第2 s内拉力F的功率为40 W
C. 此装置最多能匀速运载80 N的货物
D. 此装置提升重物的最大机械效率为85%
BC
3. (双选)小李同学利用如图所示的滑轮组匀速提升重物．第一次提升的重物A的重力为GA，加在绳子自由端的拉力为F1，重物上升的速度为v1，运动时间为t1；第二次提升的重物B的重力为GB，加在绳子自由端的拉力为F2，重物上升的速度为v2，运动时间为t2.已知：F1∶GA＝5∶8，GB∶GA＝3∶2，v1∶v2＝2∶1，t1∶t2＝2∶3，动滑轮的重力不能忽略，不计绳重与摩擦的影响．下列对两个过程的分析中，正确的是(　　)
A. 拉力之比为F1∶F2＝7∶8
B. 拉力的功率之比为P1∶P2＝10∶7
C. 机械效率之比为η1∶η2＝14∶15
D. 额外功之比为W1∶W2＝2∶3
BC
命题点
2
测量滑轮组的机械效率
小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验：
(1)他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组．在实验过程中，应__________拉动弹簧测力计；
4.
匀速向上
一题多设问
(2)他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为________；
实验次序 钩码总重G/N 钩码上升高度h/m 弹簧测力计示数F/N 绳子自由端移动距离s/m 机械效率η
甲 1.0 0.1 0.5 0.3 67%
乙 2.5 0.1 1.0 0.3 83%
丙 1.0 0.1 0.5 0.4
(3)对比分析实验甲、乙，可得出：同一滑轮组，提升的钩码________，机械效率越高．
50%
越重
拓展设问
(4)对比分析实验________，可得出：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率________．
(5)丙实验中克服动滑轮重力和摩擦力所做的额外功为________J(不计绳重)．
(6)在测量拉力时，小李同学觉得弹簧测力计运动时不便于读数，就让弹簧测力计处于静止时读数，小李测得的机械效率________(选填“偏高”
“偏低”或“不变”)．
甲、丙
越低
0.1
偏高
知识精讲
考点清单
一、三种功
1、有用功：无论采取哪种方法都必须做的功．用W有用表示．
2、额外功：并非我们需要但又不得不做的功．用W额外表示．
3、总功：有用功与额外功之和．用W总表示，即W总＝_____________．
二、定义：物理学中把________跟________的比值叫做机械效率．符号是η.
三、公式：η＝________________．
W有用＋W额外
有用功
总功
×100%　
简单机械类型 有用功 额外功 总功 机械效率
物体G上升高度为h时所做的功W有用＝____ 忽略绳重及摩擦时，克服动滑轮自重G动所做的功W额外＝_____ 拉力F移动s所做的功W总＝Fs＝_____(s＝_____，n为承担物重的绳子段数)
＝_________＝ ×100%
克服摩擦力f 所做的功W额外＝_____ 拉力F移动s所做的功W总＝Fs
＝_________
Gh
G动h
Fnh
nh
×100%　
fs
简单机械类型 有用功 额外功 总功 机械效率
克服摩擦力f 所做的功W有用＝_____ 拉力F移动s所做的功W总＝Fs(s＝ns物，n为与动滑轮连接的绳子的段数)
＝_________
fs物
四、机械效率的理解
(1)使用任何机械都不能省功．使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是________总功，所以机械效率总是小于1，机械效率通常用百分数表示．
(2)竖直方向使用的滑轮组(忽略绳重及摩擦): 滑轮组机械效率与动滑轮的重力、物体的重力有关．物体越重，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越大．
小于
重难点突破
一、滑轮机械效率相关计算
例1
一题多设问
如图是某工地施工时用于提升重物的滑轮组，工人作用在绳子自由端的大小为160 N的拉力，在10 s内将重为400 N的重物在竖直方向上匀速提升2 m(忽略绳重及摩擦)．
(1)动滑轮重________N；
(2)拉力F做的有用功为________J；总功为________J；
(3)拉力F做功的功率为________W；
(4)提升重物的过程中所做的额外功为________J；
(5)滑轮组的机械效率为_________．
(6)若再用该滑轮组提升质量为50 kg的货物，则其机械效率________ ( 选填“变大”“变小”或“不变”)．
80
800
960
96
160
83.3%
变大
如图甲所示，重为16 N的物体A在拉力F的作用下，5 s内匀速运动了0.5 m．拉力F做的功随时间变化的图像如图乙所示．已知动滑轮重0.5 N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦力f为物重G的0.25倍．求：
例2
一题多设问
(1)拉力F的功率为________W；
(2)拉力F大小为________ N；
(3)克服绳重及摩擦所做的额外功占总功的比例为________．
(4)该滑轮组的机械效率为________．
0.5
2.5
80%
如图所示，在粗糙斜面上将一个重为16 N的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为10 N，斜面长s＝2 m、高h＝1 m：
(1)拉力所做的有用功为________J；
(2)拉力所做的总功为______J；
(3)物体受到的摩擦力的大小为______N；
(4)斜面的机械效率为________．
二、斜面机械效率相关计算
例3
一题多设问
16
20
2
80%
实验突破—科学探究素养提升
实验
测量滑轮组的机械效率
一题多设问
例　智慧小组在“测滑轮组机械效率的实验”中，实验装置如图所示.
设计与进行实验
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是________.
(2)实验中应沿竖直方向___________________缓慢拉动弹簧测力计.
刻度尺
匀速(或匀速直线)
分析论证
(3)该小组进行了多次实验，测得数据如表所示.
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.2 0.3 83%
4 8 0.1 2.5 0.4 ____
80%
①请将表中的数据填写完整.
②分析表中数据可知第4次实验是用______图所示装置做的实验.
③通过比较________两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绕绳方式无关．(填实验次数的序号)
④通过比较________两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高．(填实验次数的序号)
⑤通过比较3、4两次实验数据可得出结论：使用
不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮
组机械效率越________.
丁
1、2
2、3
高
交流与评估
(4)(2022朝阳改编)若不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮的重力是________N.
(5)(2022岳阳改编)如果用滑轮组甲提升10 N的重物，则它的机械效率可能是_______(选填字母序号).
A. 75%　　　　B. 80%　　　　C. 85%
1.4
C
(6)(2023绥化改编)创新小组也利用两个滑轮组成的滑轮组和重为4 N、8 N
的物体进行了两次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是________．(填字母)
A. 测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B. 弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C. 所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
C
(7)(2023宜昌改编)小组的小明同学发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率．小组另一同学小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了．你认为_______的看法是正确的.
小明
创新设问
(8)(生活实践)(2021遂宁改编)小明通过分析表格中2、3次实验的数据，得到了提高滑轮组机械效率的一种方法．汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义．请你指出以下三种提高效率的方法中，方法___与分析2、3次实验数据得到的方法是同理的.
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑.
一

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